Điều gì xảy ra ở cuối đường truyền?


26

Giả sử tôi muốn tạo một widget chứa rơle để chuyển đổi giữa hai ăng ten. Có một đường truyền dỗ dỗ đến từ máy phát, và hai đường ra, mỗi đường tới một ăng ten riêng. Bên trong là một rơle chuyển đổi dây dẫn trung tâm và các tấm chắn chấm dứt thành một vỏ kim loại xung quanh rơle:

sơ đồ

mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab

Chúng ta hãy nói thêm rằng điều này đang hoạt động ở HF, vì vậy vỏ bọc rất nhỏ so với bước sóng tối thiểu mà thiết bị này sẽ gặp phải khi hoạt động.

Tại điểm A, có sự gián đoạn trở kháng. Các đồng trục là , nhưng bên trong, nó sẽ là cái gì khác. Tại điểm B có gián đoạn khác, khi chúng ta chuyển trở lại 50 Ω . Vì vậy, phải có một số phản xạ sóng xảy ra ở đây.50Ω50Ω

Điều này có ảnh hưởng gì đến máy phát? Nó sẽ dẫn đến một SWR khủng khiếp, hoặc không? Tại sao?


Đó là nhiều hơn bạn đang yêu cầu, nhưng nếu bạn có thời gian trong tay: office.agilent.com/litweb/pdf/5988-6505EN.pdf
The Photon

Câu trả lời:


26

Có lẽ rất ít hiệu ứng miễn là kích thước nhỏ. Đến từ phía bên tay trái, sẽ có một sự phản chiếu từ điểm 'A' theo sát bởi một sự chỉnh sửa (gần như) bằng nhau và ngược lại từ 'B'. Miễn là khoảng cách từ 'A' đến 'B' là nhỏ, những phản xạ này sẽ hủy bỏ hiệu quả.

Ví dụ, giả sử trở kháng bên trong công tắc là 100Ω. Hệ số phản xạ tại 'A' sẽ là 0,33 và tại 'B', nó sẽ là -0,33. Nếu chiều rộng vỏ bọc là 200mm, thời gian giữa các phản xạ này sẽ vào khoảng 1ns (rất nhỏ tại HF).

Các phản xạ sẽ tiếp tục 'nảy' giữa 'A' và 'B' và mỗi lần sẽ có một số năng lượng được ghép vào đường truyền nhưng chúng sẽ xảy ra cách nhau 2ns và sẽ bị suy giảm mỗi lần do tổn thất bên trong.

Chúng ta có thể vẽ một sơ đồ phản chiếu cho thấy hiệu ứng của một bước đơn vị đi xuống dòng. Trục dọc biểu thị thời gian và khoảng cách trục ngang. Với các số liệu ví dụ, sẽ có một số phần vượt quá ở máy phát kéo dài vài nano giây. Xin thứ lỗi cho sơ đồ nghiệp dư!

Sơ đồ phản xạ

Chỉnh sửa :-

Theo đề nghị của supercat, tôi đã thêm một bản phác thảo khác cho thấy dạng sóng kết quả tại nguồn và tải. Độ rộng bước là thời gian khứ hồi qua công tắc và quay lại.

dấu vết phạm vi mô phỏng

Tuy nhiên, trong khi loại sơ đồ này hữu ích để hiểu rõ hơn về những gì đang diễn ra, cố gắng tính toán biên độ vượt quá thực tế không quá hữu ích. Các hiệu ứng như thời gian tăng và giảm hữu hạn, nhiều phản xạ bên trong công tắc (ví dụ: mỗi bên của tiếp điểm rơle) và các hiệu ứng khác sẽ chủ yếu làm trơn tru các chuyển đổi lý thuyết. Tôi thậm chí đã không giải quyết sự suy giảm dòng và các tổn thất khác, tôi cũng không ước tính trở kháng thực tế của công tắc rơle sẽ không tầm thường. Tốt nhất bạn chỉ có thể ước tính một trường hợp xấu nhất.


1
Tôi chưa bao giờ thấy loại sơ đồ này, nhưng đó là lời giải thích trực quan nhất mà tôi từng thấy. Làm cho cảm giác hoàn hảo bây giờ.
Phil Frost

Sơ đồ đẹp. Cũng có thể hữu ích khi hiển thị dấu vết phạm vi của phản hồi bước tại A và B, và nói rằng mỗi "bước" được quan sát trên dấu vết phạm vi là thời gian khứ hồi qua phần giữa. Điều đó sẽ giúp làm rõ những điều kiện cần phải đáp ứng để tránh các vấn đề, trong cả miền kỹ thuật số và tương tự (ví dụ: khi gửi tín hiệu kỹ thuật số, độ dốc nào sẽ là cần thiết để tránh chuyển đổi sai do đổ chuông).
supercat

Rõ ràng là các hộp chia cáp video thụ động làm việc; nó phải chính xác theo cùng một nguyên tắc
Kaz

2
Câu trả lời và sơ đồ hoàn hảo +1
Andy aka

1
Thông thường, sẽ không có vấn đề gì quá nhiều nếu một dòng bị chấm dứt ở cả hai đầu; nếu một dòng bị ngắt kết thúc, không có tín hiệu nào truyền đến nguồn, vì vậy thực tế là các tín hiệu truyền theo cách đó sẽ bị phản xạ sẽ không thành vấn đề. Nếu một dòng chỉ bị chấm dứt nguồn, các tín hiệu chạm vào tải sẽ bị phản xạ, nhưng chúng sẽ được tái hấp thụ một cách vô hại bởi nguồn. Tuy nhiên, một khu vực không phù hợp ở giữa cáp có thể gây ra sự thiếu kết thúc nguồn là vấn đề.
supercat

1

Cho các kết nối ngắn, hiệu quả sẽ không đáng kể.


Vì vậy tôi đã nói. Tại sao?
Phil Frost

Bởi vì điện cảm và điện dung sẽ rất nhỏ. Hãy thử mô hình hóa nó.
Leon Heller

0

Nguyên tắc chung là trên một đường truyền ngắn hơn 1/10 bước sóng tín hiệu , các hiệu ứng đường truyền rất dễ bị bỏ qua nên chúng có thể bị bỏ qua một cách an toàn. Ở HF, bước sóng sẽ là 10-100 mét, điều đó một lần nữa có nghĩa là nếu dây của bạn ngắn hơn 1-10 mét (tùy thuộc vào tần số sử dụng chính xác của bạn), bạn có thể bỏ qua vấn đề một cách an toàn.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.